合成抗菌药讲稿.ppt
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1、关于合成抗菌药第一页,讲稿共五十一页哦一、概一、概 述述 喹诺酮类(喹诺酮类(QuinolonesQuinolones)是人工合成的一类具有)是人工合成的一类具有4-4-喹诺酮环结构喹诺酮环结构的吡啶酮酸类的吡啶酮酸类抗菌药。抗菌药。第一代第一代 萘啶酸(萘啶酸(19621962,已弃用),已弃用)第二代第二代 吡哌酸(吡哌酸(19741974)第三代第三代(含(含“F”F”)19901990年前上市年前上市 诺氟沙星(诺氟沙星(19791979)培氟沙星培氟沙星 环丙沙星环丙沙星 依诺依诺沙星沙星 氧氟沙星氧氟沙星 19901990年后上市年后上市 左氧氟沙星左氧氟沙星 氟罗沙星氟罗沙星 洛
2、美沙星洛美沙星 托氟沙托氟沙星星 司氟沙星司氟沙星 那氟沙星那氟沙星 阿拉沙星阿拉沙星 巴洛沙星巴洛沙星 帕珠沙星帕珠沙星 西他西他沙星沙星 吉米沙星吉米沙星 替马沙星替马沙星 (可致肾衰、肝脑毒性)(可致肾衰、肝脑毒性)格帕沙星格帕沙星 (心血管毒性)(心血管毒性)欧美已撤出市场欧美已撤出市场第四代第四代 曲伐沙星(肝毒,停生产)曲伐沙星(肝毒,停生产)莫西沙星莫西沙星 克林沙星克林沙星第一节第一节 喹诺酮类喹诺酮类第二页,讲稿共五十一页哦喹诺酮类药物的构效关系喹诺酮类药物的构效关系第三页,讲稿共五十一页哦氟喹诺酮类药物的化学结构 第四页,讲稿共五十一页哦(1 1)抑制细菌)抑制细菌DNAD
3、NA回旋酶,干扰回旋酶,干扰DNADNA复制复制(主要主要)(2 2)诱导细菌)诱导细菌DNADNA紧急修复系统紧急修复系统 (SOSSOS)错误复制错误复制 (3 3)改变细胞壁成分)改变细胞壁成分 自溶酶自溶酶抗菌机理抗菌机理DNADNA回旋酶回旋酶ADNAADNA链断裂与重接链断裂与重接 BB能量转换,能量转换,ATPATP水解水解 喹诺酮类作用靶点为喹诺酮类作用靶点为A A亚单位亚单位(次要次要)第五页,讲稿共五十一页哦细菌直径菌直径 12 m DNA分子分子长度度 1000 m后者需要高度扭后者需要高度扭转、形成超螺旋、形成超螺旋结构构 装配在菌体内(回旋装配在菌体内(回旋酶)第六页
4、,讲稿共五十一页哦 细菌细菌DNADNA回旋酶回旋酶由由2 2个个A A亚单位及亚单位及2 2个个B B亚单位组成,能亚单位组成,能将染色体将染色体正超螺旋正超螺旋的一条的一条单链切开、移位、封闭,形成单链切开、移位、封闭,形成负超螺旋结构负超螺旋结构。氟喹诺酮类可与氟喹诺酮类可与DNADNA和和DNADNA回旋酶形成复合物,近而抑回旋酶形成复合物,近而抑制制A A亚单位,只有少数药物还作用于亚单位,只有少数药物还作用于B B亚单位,结果不能亚单位,结果不能形成形成负超螺旋结构负超螺旋结构,阻断,阻断DNADNA复制,导致细菌死亡。复制,导致细菌死亡。据实验研究,氟喹诺酮类药物并不是直接与据实
5、验研究,氟喹诺酮类药物并不是直接与DNADNA回旋回旋酶结合,酶结合,而是与而是与DNADNA双链中的碱基结合双链中的碱基结合,抑制,抑制DNADNA回旋酶回旋酶的的A A亚单位,阻断亚单位,阻断DNADNA复制。复制。细菌细胞的细菌细胞的DNADNA呈裸露状态(呈裸露状态(原核细胞原核细胞),而畜禽细胞的,而畜禽细胞的 DNADNA呈包被状态(呈包被状态(真核细胞真核细胞)。第七页,讲稿共五十一页哦AA第八页,讲稿共五十一页哦喹诺酮类抗菌机理的解释喹诺酮类抗菌机理的解释 细菌染色体进行半保留复制,亲代双股中每一股作为模板合成互补的子代链,但由于细菌染色体为闭合环状,复制时互相缠绕的亲代DNA
6、在解链时会导致超螺旋,使解链难以为继,故由DNADNA螺旋酶(又称型DNA扑拓异构酶)解螺旋,可消除闭合环状DNADNA的超螺旋。的超螺旋。DNA螺旋酶由两个完全不同的A、B亚基组成的A2、B2四联体,A、B亚基分别由染色体基因gyrA、gyrB编码产生,A亚基是喹诺酮作用的主要部位。第九页,讲稿共五十一页哦喹诺酮类抗菌机理的解释喹诺酮类抗菌机理的解释近来又发现喹诺酮作用的第二种扑拓异构酶:扑拓异构酶,与DNA螺旋酶相似,也是A2、B2四联体结构,A、亚基分别由parC和parE基因编码(在金黄色葡萄球菌中分别为grlA和grlB基因),扑拓异构酶为解链酶,可在DNA复制时将缠绕的子代染色体释
7、放。DNA螺旋酶和扑拓异构酶的改变 在细菌生长和分裂中,DNA螺旋酶和扑拓异构酶有着非常重要的作用,喹诺酮作用于其侧链上则起到抗菌作用。然而编码螺旋酶和扑拓异构酶的基因发生突变可导致对喹诺酮耐药。临床试验已证明gyrA基因的突变可导致对喹诺酮高度耐药,几乎所有gyrA耐药突变都发生于喹诺酮耐药决定区的130bp序列中,在G+和G-都有发生。gyrB突变也可导致对喹诺酮耐药,但程度不高。第十页,讲稿共五十一页哦氟喹诺酮类药物内服后吸收迅速,且氟喹诺酮类药物内服后吸收迅速,且生物利用度生物利用度较高,较高,而食物对其吸收的影响不大。从其药动学特征来看,本而食物对其吸收的影响不大。从其药动学特征来看
8、,本类药物的类药物的表观分布容积表观分布容积较大,说明其具有较高的较大,说明其具有较高的组织渗透组织渗透性性,可广泛分布于体内大多数组织,而其血浆蛋白结,可广泛分布于体内大多数组织,而其血浆蛋白结合率变化很大。大多数合率变化很大。大多数喹诺酮喹诺酮类药物消除的主要途径类药物消除的主要途径是是肾小球滤过肾小球滤过和和肾小管排泄肾小管排泄。氟喹诺酮类药物在体内的氟喹诺酮类药物在体内的代谢代谢较为复杂,如较为复杂,如氧氟沙星氧氟沙星主要以主要以原药排泄原药排泄;培氟沙星培氟沙星则几乎全部被则几乎全部被代谢代谢,一般与水,一般与水溶性很大的葡萄糖醛酸结合而排出。值得注意的是溶性很大的葡萄糖醛酸结合而排
9、出。值得注意的是培氟沙培氟沙星星的中间代谢产物之一是的中间代谢产物之一是氟哌酸氟哌酸,恩诺沙星恩诺沙星的中间代谢产的中间代谢产物之一是物之一是环丙沙星环丙沙星,这些中间代谢产物仍具有很强的抗菌,这些中间代谢产物仍具有很强的抗菌活性。活性。第十一页,讲稿共五十一页哦药动学药动学吸收:吸收:吸收迅速、完全,除诺氟沙星外,其吸收迅速、完全,除诺氟沙星外,其 余吸收率余吸收率80%分布:分布:组织穿透性好,分布广。可进入骨、组织穿透性好,分布广。可进入骨、关节、前列腺、脑(氧氟、环丙、培氟)达治疗浓度关节、前列腺、脑(氧氟、环丙、培氟)达治疗浓度 代谢与排泄:代谢与排泄:差异较大且差异较大且复杂复杂(
10、见表)(见表),如如氧氟沙星氧氟沙星主要以主要以原药排泄;培氟原药排泄;培氟沙星沙星则几乎全部被则几乎全部被代谢代谢,一般与水溶性很大的葡萄糖醛酸结合而排出。值得注,一般与水溶性很大的葡萄糖醛酸结合而排出。值得注意的是意的是培氟沙星培氟沙星的中间代谢产物之一是的中间代谢产物之一是氟哌酸氟哌酸,恩诺沙星恩诺沙星的中间代谢产物之一的中间代谢产物之一是是环丙沙星环丙沙星,这些中间代谢产物仍具有,这些中间代谢产物仍具有很强很强的的抗菌活性抗菌活性。大多数。大多数喹诺酮喹诺酮类药物类药物消除的主要途径是消除的主要途径是肾小球滤过肾小球滤过和和肾小管排泄肾小管排泄。类别类别溶解性溶解性渗透性渗透性第一类药
11、物第一类药物高溶解性高溶解性高渗透性高渗透性第二类药物第二类药物低溶解性低溶解性低渗透性低渗透性第三类药物第三类药物高溶解性高溶解性低渗透性低渗透性第四类药物第四类药物低溶解性低溶解性高渗透性高渗透性第十二页,讲稿共五十一页哦第十三页,讲稿共五十一页哦药物相互作用药物相互作用(1)利福平(RNA合成抑制剂)或氯霉素(蛋白质合成抑制剂)均可抑制核酸外切酶(能从核酸链的一端逐个水解核苷酸的酶或能从DNA分子末端移去核苷酸的酶)的合成,导致喹诺酮类药物作用的降低,例如可使氟哌酸的作用完全消失及氧氟沙星和环丙沙星的作用部分抵消。因此,本类药物不能与利福平、氯霉素等DNA、RNA及蛋白质合成抑制剂联合应
12、用。(2)本类药物可抑制茶碱类、咖啡因和口服抗凝血药在肝中代谢,使上述药物浓度升高引起不良反应。最显著者为依诺沙星、其次为环丙沙星与培氟沙星,氧氟沙星无明显影响。因此应避免与有相互作用的药物合用,如有指征合用时,应对有关药物进行必要的监测。第十四页,讲稿共五十一页哦(3)制酸药(如氢氧化铝、碳酸氢钠)以及抗胆碱药、H2受体阻断药等能降低胃液酸度,使本类药物吸收减少,即达峰时间明显延长,最高血药浓度明显降低,所以应避免与上述药物同时服用。(4)金属离子如Mg2+、Al3+、Ca2+、Fe2+等可与氟喹诺酮类药物生成络合物,妨碍吸收而降低其全身抗感染作用。因此,氟喹诺酮类药物内服前后2h内不要使用
13、钙、铁制剂,更不得同时使用。药物相互作用药物相互作用第十五页,讲稿共五十一页哦耐药性耐药性 氟喹诺酮类药物广泛应用后已出现细菌耐药性,其机制主要是氟喹诺酮类药物广泛应用后已出现细菌耐药性,其机制主要是染染色体色体突变,不存在突变,不存在质粒介导质粒介导的耐药性。耐药机制有三点:的耐药性。耐药机制有三点:(1)(1)细菌细菌DNADNA回旋酶亚基回旋酶亚基A A或或拓扑异构酶变异拓扑异构酶变异,药物与,药物与回回旋酶的亲合力旋酶的亲合力 (2)(2)细菌的细菌的细胞膜通透性细胞膜通透性 (通道蛋白的改变或缺失)(通道蛋白的改变或缺失)菌体内药浓菌体内药浓 (3)(3)主动排出机制主动排出机制 三
14、种机制同时并存且此类药物作用机制大都相同,因此可出现交叉耐三种机制同时并存且此类药物作用机制大都相同,因此可出现交叉耐药性。药性。第十六页,讲稿共五十一页哦耐药机理耐药机理细菌细菌DNA回旋酶回旋酶亚基亚基A或拓扑异构酶变异或拓扑异构酶变异细菌的细胞膜细菌的细胞膜通透性下降通透性下降使进入细胞内使进入细胞内的药物减少的药物减少药物主动外排药物主动外排导致细胞内导致细胞内药物浓度下降药物浓度下降第十七页,讲稿共五十一页哦不良反应不良反应1、胃肠道反应、胃肠道反应 较常见,厌食、恶心、呕吐、较常见,厌食、恶心、呕吐、腹内腹内 不适(发生率不适(发生率35%)2、中枢神经系统、中枢神经系统 兴奋症状
15、、焦虑、失眠、耳鸣、偶兴奋症状、焦虑、失眠、耳鸣、偶 致幻觉和癫痫发作(致幻觉和癫痫发作(0.5%)。可能是药物阻断了)。可能是药物阻断了 GABA的的A受体所致受体所致3、过敏反应、过敏反应 药疹、红斑、光敏性皮炎(尤为皮肤蓄药疹、红斑、光敏性皮炎(尤为皮肤蓄 积者,如洛美沙星、司帕沙星)积者,如洛美沙星、司帕沙星)4、其他、其他 可能引起骨关节病(动物实验),可致关节可能引起骨关节病(动物实验),可致关节 痛,儿童大剂量应用显示缺乏例证。孕妇、乳母避免用痛,儿童大剂量应用显示缺乏例证。孕妇、乳母避免用第十八页,讲稿共五十一页哦 又名乙基环丙沙星乙基环丙沙星,对革兰氏阴性细菌如大肠杆菌、沙门
16、氏杆菌、克雷伯氏菌、变形杆菌、嗜血杆菌、巴氏杆菌等有很强的抗菌作用,对鸡败血霉形体效果尤为显著;对革兰氏阳性菌、肺炎败血霉形体也有良好的抗菌作用,其抗菌活性明显优于诺氟沙星。主要适用于敏感菌所致的泌尿泌尿系、肠道、呼吸道系、肠道、呼吸道和皮肤软组织感染皮肤软组织感染等。恩诺沙星(Enrofloxacin)第十九页,讲稿共五十一页哦 又名单诺沙星。常用其甲磺酸盐。抗菌谱广,对大肠杆菌、巴氏杆菌、肺炎支原体、败血支原体具有强大的抗菌活性。口服吸口服吸收迅速,生物利用度高收迅速,生物利用度高,主要经肾排泄,其主要中间代谢产物环丙沙星仍具抗菌活性。适用于敏感菌所引起的各种感染。达氟沙星(Danorfl
17、oxacin)第二十页,讲稿共五十一页哦 又名苯氟沙星苯氟沙星。常用其盐酸盐,是一种广谱高效的喹诺酮类药物,对霉形体、革兰氏阳性菌和阴性菌都有显著作用,其抗菌谱与环丙沙星相似,除肠道菌外,其抗菌活性强于环丙沙星,对绿脓杆菌的抗菌活性较环丙沙星高35倍,且对厌氧菌有效。口服吸收迅速,用药后1.5小时血药浓度即可达到高峰,蛋白结合率高,在体内各组织分布蛋白结合率高,在体内各组织分布良好,并可通过血脑屏障。良好,并可通过血脑屏障。适用于敏感菌所引起的各种感染,特别是在育雏前期使用,能有效地防治种鸡垂直传播带来的霉形体病和沙门氏菌病。沙拉沙星(Sarafloxacin)第二十一页,讲稿共五十一页哦第二
18、节 磺胺药与二氨嘧啶类 优点:优点:1.种类多,使用时选择余地大;2.抗菌谱广,原料来源丰富,价格低廉;3.只能抑菌,而且易产生耐药性,但 TMP等的出现为其开辟了应用的广阔前景;4.使用方便(口服制剂),性质稳定;5.具有一定的抗寄生虫作用;第二十二页,讲稿共五十一页哦磺胺药(防治)磺胺药(防治)细菌病细菌病抗生抗生 素(防治)素(防治)病毒病病毒病 疫苗(预防)疫苗(预防)弓形体病、球虫病、卡氏住白细胞原虫病 第二十三页,讲稿共五十一页哦缺点:缺点:1.不良反应较多:肾损害,过敏;2.抗菌活性不高,易耐药且存在交叉耐药性;【构效关系】磺胺药的基本化学结构是对位氨苯磺胺氨苯磺胺,其分子结构中
19、含有苯环苯环、对位对位氨基氨基和磺酰胺基磺酰胺基,磺胺药都是对位氨苯磺胺的衍生物。第二十四页,讲稿共五十一页哦 对位氨基对位氨基与抗菌作用关系密切,若为邻位、间位则抗菌与抗菌作用关系密切,若为邻位、间位则抗菌作用消失;作用消失;磺酰氨基磺酰氨基中的中的一个氢原子一个氢原子(R1)可为多种基团所取)可为多种基团所取代而显著加强抗菌作用,其中以噻唑、嘧啶、恶唑等代而显著加强抗菌作用,其中以噻唑、嘧啶、恶唑等杂环取代时,抗菌作用尤为明显;杂环取代时,抗菌作用尤为明显;对位氨基中对位氨基中的的一个氢原子一个氢原子(R2 )可被其它基团取代,)可被其它基团取代,取代基团对抗菌作用有很大影响,取代基团对抗
20、菌作用有很大影响,潜在氨基潜在氨基如如RCONH (酰基酰基)、)、HONH(羟基羟基)、)、CH3NH(甲基),这些(甲基),这些基团都能给出电子,使氨基游离(即能在体内分解或还原基团都能给出电子,使氨基游离(即能在体内分解或还原成游离氨基),仍有不同程度的抗菌作用;但在体内成游离氨基),仍有不同程度的抗菌作用;但在体内不易不易分解分解或或还原为游离氨基还原为游离氨基的基团如的基团如NH、RSO2NH等,这等,这些基团都易得到电子,使氨基不易游离,则完全失去抗些基团都易得到电子,使氨基不易游离,则完全失去抗菌作用。菌作用。第二十五页,讲稿共五十一页哦构效关系构效关系对位氨基与抗菌作用对位氨基
21、与抗菌作用关系密切,关系密切,若为邻位、间位若为邻位、间位则抗菌作用消失则抗菌作用消失磺酰氨基中的磺酰氨基中的一个氢原子(一个氢原子(R1)可为多种基团所取代可为多种基团所取代而显著加强抗而显著加强抗菌作用,其中菌作用,其中以噻唑、嘧啶、恶唑以噻唑、嘧啶、恶唑等杂环取代时,抗菌等杂环取代时,抗菌作用尤为明显作用尤为明显对位氨基中氢原子(对位氨基中氢原子(R2 )可被其它基团取代,取代基对抗菌作用可被其它基团取代,取代基对抗菌作用有很大影响,潜在氨基如有很大影响,潜在氨基如RCONH (酰基)、酰基)、HONH(羟基)、(羟基)、CH3NH(甲基),能给出电子,(甲基),能给出电子,使氨基游离,
22、仍有不同程度使氨基游离,仍有不同程度的抗菌作用;但在体内不易分解的抗菌作用;但在体内不易分解或还原为游离氨基的基团或还原为游离氨基的基团如如NH、RSO2NH等,等,都易得到电子,使氨基不易游离,都易得到电子,使氨基不易游离,则完全失去抗菌作用。则完全失去抗菌作用。第二十六页,讲稿共五十一页哦对氨苯甲酸氨苯甲酸 磺胺甲磺胺甲噁噁唑对氨基苯磺氨基苯磺酰胺胺 磺胺磺胺嘧啶 第二十七页,讲稿共五十一页哦常用磺胺药化学结构常用磺胺药化学结构第二十八页,讲稿共五十一页哦抗菌作用机理 第二十九页,讲稿共五十一页哦抗菌作用机理的意义抗菌作用机理的意义选择性:选择性:动物机体能直接利用饲料中的叶酸,故其代谢不
23、受磺胺药影响;动物机体能直接利用饲料中的叶酸,故其代谢不受磺胺药影响;代谢途径改变:代谢途径改变:在代谢中不需叶酸或能直接利用外源性叶酸的细菌,对在代谢中不需叶酸或能直接利用外源性叶酸的细菌,对磺胺药则不敏感;磺胺药则不敏感;作用慢:作用慢:磺胺对已经形成叶酸的细菌无影响,故抗菌作用慢;磺胺对已经形成叶酸的细菌无影响,故抗菌作用慢;加强饲养管理加强饲养管理:提高机体的防御机能;磺胺药仅能抑制细菌生长,提高机体的防御机能;磺胺药仅能抑制细菌生长,呈现抑菌作用,故需加强饲养管理,提高机体的防御机能;呈现抑菌作用,故需加强饲养管理,提高机体的防御机能;剂量和疗程应充足剂量和疗程应充足:因磺胺与二氢叶
24、酸合成酶的亲和力比因磺胺与二氢叶酸合成酶的亲和力比PABAPABA弱得多,弱得多,PABAPABA浓度为浓度为1/50001/50001/250001/25000磺胺浓度时,即可对抗磺胺药的抑菌作用,磺胺浓度时,即可对抗磺胺药的抑菌作用,尤其首次剂量应加倍,尤其首次剂量应加倍,3 35 5天为一疗程;天为一疗程;排脓清创排脓清创:因脓汁、坏死组织、血液中富含因脓汁、坏死组织、血液中富含PABAPABA;配伍禁忌配伍禁忌:普氯卡因在体内经代谢能生成普氯卡因在体内经代谢能生成PABAPABA,所以两者属配伍禁,所以两者属配伍禁忌;忌;协同作用:协同作用:与与TMPTMP或或DVDDVD联合应用,按
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